基于DSM的效能仿真多范式組合建模方法研究.pdf

1、武器裝備作戰(zhàn)效能評(píng)估是武器裝備論證、研制、訓(xùn)練等工作的重要基礎(chǔ)，能夠?qū)ξ淦餮b備在典型想定下完成指定作戰(zhàn)任務(wù)的能力和效果進(jìn)行定量分析。作戰(zhàn)效能評(píng)估涉及作戰(zhàn)雙方或多方的作戰(zhàn)武器裝備體系和作戰(zhàn)人員，包含復(fù)雜的作戰(zhàn)對(duì)抗過(guò)程和大量的不確定因素。鑒于傳統(tǒng)基于純解析方法的局限性和物理實(shí)驗(yàn)的難以操作性，近年來(lái)，武器裝備作戰(zhàn)效能的評(píng)定逐步引入了基于仿真的方法，即作戰(zhàn)效能仿真評(píng)估。
　　一方面，作戰(zhàn)效能仿真要求在武器裝備體系對(duì)抗的條件下針對(duì)多個(gè)典型想

2、定進(jìn)行，存在著突出的組合建模需求；另一方面，武器裝備體系涉及到多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，為提高建模抽象層次，需要對(duì)領(lǐng)域特定建模（DSM）進(jìn)行研究。論文從以上兩大需求出發(fā)，對(duì)所涉及的模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中的五個(gè)問(wèn)題進(jìn)行整體性研究，從仿真建模全生命周期的角度構(gòu)建了作戰(zhàn)效能仿真的多范式建模組合框架，并對(duì)模型框架中的建模方法和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要工作和創(chuàng)新包括以下四個(gè)方面：
　?。?）建立了基于DSM的效能仿真多范式組合建模框架。針對(duì)現(xiàn)有的四類統(tǒng)一型建

3、模方法在支持組合建模和領(lǐng)域建模中的不足，本文在構(gòu)建效能仿真統(tǒng)一模型框架的基礎(chǔ)上，應(yīng)用DSM方法，構(gòu)建在多形式體系支持下的效能仿真領(lǐng)域組合建模框架，并對(duì)建模框架所包含的建模方法、建模過(guò)程和關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行了總體性描述，為效能仿真建模提供方法論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。該框架在領(lǐng)域通用建模范式的基礎(chǔ)上構(gòu)建領(lǐng)域特定建模范式，將建模抽象層次提高到問(wèn)題領(lǐng)域?qū)哟危⒅С侄囝I(lǐng)域多方法模型的組合和效能仿真應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)。
　　（2）提出了基于仿真模型可移植性

4、規(guī)范（SMP2）的效能仿真架構(gòu)建模方法。雖然仿真應(yīng)用在開(kāi)發(fā)過(guò)程中大都采用了模型框架的思路，但是一般都采用非形式化或者隱式的方法描述模型框架。本文采用MDA的三抽象層次對(duì)模型框架進(jìn)行形式化和顯式地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)域本體向 SMP2模型框架的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，并根據(jù)SMP2/C++映射自動(dòng)生成平臺(tái)特定模型層次的可執(zhí)行模型。該方法在概念建模層次提供了形式化的結(jié)構(gòu)元素支持領(lǐng)域特定建模，并在模型實(shí)現(xiàn)層次提供了基于模型框架的集成機(jī)制以支持多領(lǐng)域模型和多

5、形式體系模型的組合。
　　（3）在效能仿真多形式體系行為建模研究的基礎(chǔ)上提出了以狀態(tài)為中心的組合建模方法。首先分析了武器裝備的作戰(zhàn)行為特征，提出了面向行為特征的模型設(shè)計(jì)思路；然后根據(jù)作戰(zhàn)行為特征，提出了以狀態(tài)為中心的多形式體系組合建模方法；接著探討了基于形式體系的模型分析方法；最后研究了行為模型的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)和行為模型集成。狀態(tài)為中心的組合建模方法以面向內(nèi)部狀態(tài)建模的形式體系為中心，在元模型層次建立其它行為特征的形式體系與狀態(tài)形式體

6、系建模元素的映射和組合關(guān)系，從而支持基于多個(gè)形式體系針對(duì)性地描述武器裝備多方面的行為特征。
　　（4）在DSM相關(guān)研究的基礎(chǔ)上提出了基于領(lǐng)域特定仿真建模（DSSM）的組合建模方法。首先在DSM在軟件工程和建模仿真界的研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合效能仿真的特點(diǎn)提出的本體-結(jié)構(gòu)-行為元建模方法，綜合利用效能仿真領(lǐng)域本體的外部接口信息、子領(lǐng)域本體的結(jié)構(gòu)信息和建模形式體系的行為特征，采用該方法建立領(lǐng)域特定仿真建模語(yǔ)言（DSSML）元模型并生成領(lǐng)

7、域特定建模環(huán)境；然后采用模型轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了DSSML向形式體系的轉(zhuǎn)換，支持基于形式體系的模型分析；最后研究了基于代碼生成的領(lǐng)域特定模型自動(dòng)實(shí)現(xiàn)和基于模型框架的領(lǐng)域模型集成。
　　最后，在上述研究成果的基礎(chǔ)上研究了建?？蚣茉谛芊抡娼Ｖ械膽?yīng)用。首先采用多范式建模框架及其支撐建模方法對(duì)典型領(lǐng)域中的典型武器裝備進(jìn)行領(lǐng)域組合建模，然后結(jié)合案例研究進(jìn)行效能仿真應(yīng)用的組合式開(kāi)發(fā)以驗(yàn)證本文提出的建?？蚣?、方法和技術(shù)。
　　論文提出根據(jù)問(wèn)